结合小波和卡尔曼滤波的数据校正及其应用

《结合小波和卡尔曼滤波的数据校正及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国防科学技术大学硕士学位论文结合小波和卡尔曼滤波的数据校正及其应用姓名：姜斐申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：熊岳山20061101国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文摘要现代科学技术的发展越来越体现多门学科的交叉和渗透。虚拟手术技术(Virtualsurgery)是虚拟现实技术在现代医学中的应用。它利用医学影像作为原始数据，融合图像处理、计算机图形学、科学计算可视化、虚拟现实技术，模拟传统手术的一种技术。其目的是为医生提供诊断依据，还可应用于辅助诊断、手术规划、手术仿真训练等。电磁传感器(FASTRAK)通常用于虚拟手术中位置与角度的定位，它是一种应用电磁

2、感应原理来获取空间方位和角度信息的传感器，由于电磁场很容易受到许多外部因素的干扰，定位的精度受到影响。本文在分析FASTRAK工作原理的同时，对FASTRAK的噪声源进行了深入的研究，这些噪声源包括周围环境的金属块、导线交叉、显示器、人体、手机等。我们还发现不同采样频率、FASTRAK与显示器的不同距离、接收器和发射器之间不同的距离均对FASTRAK的数据精度有影响。虚拟手术中需要较精确的定位数据来完成手术中的各种操作，因此它对定位数据的校正有着很高的要求，本文提出了一种新的基于小波分析的自适应卡尔曼滤波方法，设计了基于Sage和Husa的次优无偏递推极大后验(MAP)噪声统计

3、估计值器，对FASTRAK所观测的数据进行滤波校正。实验结果表明，这种方法大大提高了FASTRAK的数据精度。在虚拟心脏介入手术系统的开发中要求导丝可以在FASTRAK的牵引下在血管中漫游以便完成心脏介入手术中的定位工作，本文结合FASTRAK的数据校正结果介绍了在弹簧一质子模型下实现的导丝与血管碰撞的模拟结果，实现了导丝在血管中的引导漫游与定位。关键词：虚拟心脏介入手术，电磁传感器，滤波校正，导丝漫游第i页国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文ABSTRACTThedevelopmentofmodemtechnologyshowtheintersectandpenetrat

4、eofmultiplicitystudy．Virtualsurgeryisanapplicationofvirtualrealityinmodemmedicine，Itsimulatesthedatabyuseofmedicalimages．VirtualsurgeryincorporatestheresearchaboutComputerGraphics，ImageProcessing，ScientificComputingVisualization，VirtualReality,etc．Theobjectofvirtualsurgerysystemresearchistop

5、rovidetrustymeansformedicaldiagnoses，andtospreadthenewapplicationfieldsasassistantdiagnoses，surgeryplanningandtraining．Electromagnetictrackingdevicesareomenusedto仃acklocationandorientationofariserinavirtualrealityenvironment．It’Sasensorwhichgainstheinformationofthelocationandorientationwitht

6、heelectromagneticinductiontheory．Theirprecision，however,iseasytobeinfluencedduetothedependenceofthesystemonthelocalelectromagneticfieldthatCanbeeasilyalteredbymanyexternalfactors．Inthispaper,weanalyzetheelementofFASTRAKandresearchonFASTRAK’Sheadspringofthenoisewhichincludesmetalblock，wirecro

7、ssandmobiletelephone．Wealsodiscoverthatdifferentsamplingfrequency,differentdistanceawayfrommonitoranddifferentdistancebetweenthereceiverandtransmitterwilla!soinfluenceFASTRAK’Sprecision．Virtualsurgeryneedshighlyaccuratelocationdatatoachievediverseo